模拟实现atoi函数（将数字字符串转换为整型）附加leetcode练习题

缺乏、安全感 2023-09-25 21:32 37阅读 0赞

各位朋友们，大家好啊！今天我为大家分享的知识是如何模拟实现atoi函数。相信大家如果能够理解这个知识，对大家以后的刷题是有帮助的。

#### 文章目录 ####

*  什么是atoi函数（atoi函数的作用）
 *  先直接使用库函数看看这个函数是什么作用
 *   *  都是正整数字符的字符串
     *  含有负号的整数字符的字符串
     *  含有非数字字符的字符串，且非数字字符都在一起
     *  数字字符跟非数字字符交叉出现
 *  模拟实现atoi函数
 *  leedcode相关题目
 *   *  题目要求
     *  代码实现
 *  小结

## 什么是atoi函数（atoi函数的作用） ##

我们要想实现某个函数，我们肯定要先知道这个函数的作用是什么，然后我们再根据它的作用来自己实现。我们先来看看stoi函数在库函数中是怎么样的吧。

int atoi (const char * str);

这函数的参数只有一个字符串的地址，它的返回类型是一个整型类型。  
![在这里插入图片描述][1e4e4cd0b8674a8b87dd7a5b4b8c5bc6.png]  
这句话的意思是：  
该函数首先根据需要丢弃尽可能多的空格字符（如在 isspace 中），直到找到第一个非空格字符。然后，从此字符开始，取一个可选的首字母加号或减号，后跟尽可能多的 10 进制数字，并将它们解释为数值。

字符串可以在构成整数的字符之后包含其他字符，这些字符将被忽略，并且对此函数的行为没有影响。

如果 str 中的第一个非空格字符序列不是有效的整数，或者由于 str 为空或仅包含空格字符而不存在此类序列，则不执行转换并返回零。

## 先直接使用库函数看看这个函数是什么作用 ##

我们要想使用atoi这个函数，我们需要引用\#include这个头文件。

### 都是正整数字符的字符串 ###

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    
    int main()
    {
        
    	char* arr = "1234";   //我们先举一个正整数的例子
    	int ret = atoi(arr);
    	printf("%d\n", ret);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][de2639b847af42448a11b083610c4cab.png]

### 含有负号的整数字符的字符串 ###

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    
    int main()
    {
        
    	char* arr = "-1234";   //负整数
    	int ret = atoi(arr);
    	printf("%d\n", ret);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][de478aff50564d96b231ec0ff9d08f25.png]

### 含有非数字字符的字符串，且非数字字符都在一起 ###

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    
    int main()
    {
        
    	char* arr = "-1234#abd";
    	int ret = atoi(arr);
    	printf("%d\n", ret);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][dd380ccd2bf748f7a2c7d3ce614f303c.png]

### 数字字符跟非数字字符交叉出现 ###

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    
    int main()
    {
        
    	char* arr = "-1234a23cd";  //数字跟字母交叉出现
    	int ret = atoi(arr);
    	printf("%d\n", ret);
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][9a6c3849e30e43749ff553c1741362e9.png]  
通过这几种代码，我们大概可以知道，atoi函数在遇到非数字字符就会停止读取了。

## 模拟实现atoi函数 ##

我们实现atoi函数主要针对这些问题：

1.  空指针。当传入的参数是NULL时，我们应该对其做出判断，以防出现非法访问。
2.  空字符串。当传入的字符串为空时，我们就返回0
3.   *   *  .当传入的字符串中第一个字符时’+‘或者’-'的时候，我们需要判断这个字符串的正负性。
4.  非数字字符。当字符串中出现了非数字字符的时候，我们需要直接停止当前函数并返回已经转换完成的数字。
5.  越界。因为在库函数中，atoi函数返回的是int类型，但是当我们传入的字符串长度很长时，那么这个字符串在转换为整形的时候，可能会出现超过int所表示的范围的时候。这时候我们就可以停止当前函数并返回已经转换完成的整数。下面就是代码实现。

#include<stdio.h>
    #include<limits.h>  //int类型的取值范围
    #include<ctype.h>   //判断是否为数字字符
    #include<assert.h>  //判断传入的字符串是否为NULL
    
    //我们定义一个枚举来判断最终返回的结果是否是正常读取结束的
    enum S
    {
        
    	VALID,
    	INVALID
    };
    
    enum S s = INVALID;
    
    int my_atoi(char* str)
    {
        
    	assert(str);
    	if (*str == '\0')
    	{
        
    		return 0;
    	}
    	//这个flag是来决定你最终的整数的正负性
    	int flag = 1;
    	if (*str == '-')
    	{
        
    		flag = -1;
    		str++;
    	}
    	else if (*str == '+')
    	{
        
    		flag = 1;
    		str++;
    	}
    	long long ret = 0;
    	while (*str != '\0')
    	{
        
    		if (isdigit(*str))
    		{
        
    			ret = ret * 10 + flag * (*str - '0');
    			if (ret > INT_MAX || ret < INT_MIN)
    			{
        
    				return (int)ret;
    			}
    		}
    		else
    		{
        
    			return (int)ret;
    		}
    		str++;
    	}
    	if (*str == '\0')
    	{
        
    		s = VALID;
    	}
    	return (int)ret;
    }
    
    int main()
    {
        
    	char* arr = "-1234a5s3gd";
    	int ret = my_atoi(arr);
    	if (s == INVALID)
    	{
        
    		printf("坐标非法:%d\n", ret);
    	}
    	else
    	{
        
    		printf("合法转换:%d\n", ret);
    	}
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][1388f17247ff4a22ba264b5dea8d53f3.png]

## leedcode相关题目 ##

[leetcode之字符串转换整数 (atoi)][leetcode_ _atoi]

### 题目要求 ###

请你来实现一个 myAtoi(string s) 函数，使其能将字符串转换成一个 32 位有符号整数（类似 C/C++ 中的 atoi 函数）。

函数 myAtoi(string s) 的算法如下：

读入字符串并丢弃无用的前导空格  
检查下一个字符（假设还未到字符末尾）为正还是负号，读取该字符（如果有）。 确定最终结果是负数还是正数。 如果两者都不存在，则假定结果为正。  
读入下一个字符，直到到达下一个非数字字符或到达输入的结尾。字符串的其余部分将被忽略。  
将前面步骤读入的这些数字转换为整数（即，“123” -> 123， “0032” -> 32）。如果没有读入数字，则整数为 0 。必要时更改符号（从步骤 2 开始）。  
如果整数数超过 32 位有符号整数范围 \[−231, 231 − 1\] ，需要截断这个整数，使其保持在这个范围内。具体来说，小于 −231 的整数应该被固定为 −231 ，大于 231 − 1 的整数应该被固定为 231 − 1 。  
返回整数作为最终结果。

注意：

本题中的空白字符只包括空格字符 ’ ’ 。  
除前导空格或数字后的其余字符串外，请勿忽略 任何其他字符。

### 代码实现 ###

int myAtoi(char * s){
        
    	assert(s);
    	//判断是否为空字符串
    	if (*s == '\0')
    	{
        
    		return 0;
    	}
    	//因为他给的字符串可能开始就是空格，所以我们需要跳过这些空格
    	while(*s == ' ')
    	{
        
    		s++;
    	}
    	int flag = 1;
    	if (*s == '-')
    	{
        
    		flag = -1;
    		s++;
    	}
    	else if (*s == '+')
    	{
        
    		flag = 1;
    		s++;
    	}
    	long long ret = 0;
    	while (*s != '\0')
    	{
        
    		if (isdigit(*s))
    		{
        
    			ret = ret * 10 + flag * (*s - '0');
    			if (ret >= INT_MAX)
    			{
        
    	//这里注意题目的要求，如果超过int的范围，如果大于2^31-1，就返回2^31-1
    				return INT_MAX;
    			}
    			else if(ret <= INT_MIN)
    			{
        
    			//小于-2^31就返回-2^31
    				return INT_MIN;
    			}
    		}
    		else
    		{
        
    			return (int)ret;
    		}
    		s++;
    	}
    	return (int)ret;
    }

![在这里插入图片描述][d701cfa3936e472883c5234ac47e2bc9.png]

## 小结 ##

大家可以自己去写写这道题，巩固下这个知识。那么到这里，我的这次分享就结束了，如果有错误，欢迎大家指出来，如果觉得博主写的不错记得给个赞哦。非常感谢！！！

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[leetcode_ _atoi]: https://leetcode.cn/problems/string-to-integer-atoi/
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